presentasi scada stl.pdf

LOGO

PERANGKAT KERAS SISTEM SCADA

Presentasi Mata Kuliah

Teknologi SCADA Modern

Program Studi S2 Teknik Elektro FT-UGM

2010

OUTLINE PRESENTASI

PENGENALAN SCADA

MASTER STATTION SCADA

REMOTE STATION SCADA

KOMUNIKASI MASTER-REMOTE

STATION

KESIMPULAN

LOGO

PENGENALAN SCADA

PENDAHULUAN

Dalam pabrikasi modern dan proses industri kemudahan dankeamanan telemteri industri sering dibutuhkan untuk

menghubungkan peralatan dan sistem yang terpisah pada

jarak jauh.

Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) merupakansistem terkomputerisasi dua arah untuk melakukan kontrol

secara real-time, monitoring dan supervisi perangkat jarak jauh

(remote devices)

Sistem SCADA melakukan fungsi supervisi sepertipengambilan data dan fungsi kontrol

Data real time disajikan terintegrasi, sehingga operator sistemdapat memperoleh informasi yang tepat guna pengambilan

keputusan operasi perangkat jarak jauh (remote) dan fokus

mengatasi permasalahan dengan cepat.

FUNGSI DASAR SCADA

Akuisisi data

Supervision

Control

www.themegallery.com

Mengumpulkan data (pembacaan meter dan status peralatan) dari peralatan melalui RTU.

Data dikirim ke operator melalui media komunikasi.

Pengawasan sistem Tenaga dilakukan olehoperator berdasar data yang diperoleh dariproses akuisisi data

Mengirimkan sinyal untuk mengoperasikanperalatan instrumentasi dan kontrol

contoh : Closing and tripping switch gears,dsb

Keuntungan dari SCADA

Monitoring jarak jauh sistem secara Lengkap, tepat waktu,akurat dan terorganisir

Meningkatkan Kualitas Kinerja Sistem

Meningkatkan Efisiensi Sistem

Meningkatkan Keamanan Sistem

Mengurangi Biaya Operasi

Mengurangi biaya pengembangan sistem

Managemen data (engineering dan operasi)

Up-to-date laporan dan statistic

APLIKASI SCADA

Manufaktur, pabrikasi, produksi, pembangkit listrik dsb

INDUSTRIAL PROCESS,

Pengolahan dan distribusi air, transmisidan distribusi daya listrik , dsb

INFRASTRUCTURE PROCESS,

Pada Bangunan, bandara, pelabuhanScada digunakan memonitor dan

mengontrol HVAC dan konsumsi energi.

FACILITY-BASED PROCESS.

Aplikasi SCADA : water treatment



SCADA PADA SISTEM TENAGA

SCADA PADA SISTEM TENAGA

SCADA

Master

Station

SubstationRTU

Substation SCADA

Communication Channel

FUNGSIONAL:

Monitoring & Akuisisi data

Supervisi sistem tenaga

Kontrol Sistem Tenaga

SubstationRTU

Substation SCADA

Komponen Sistem SCADA

5 level atau hirarki esensial sistemSCADA:1. Piranti instrumentasi dan kontrol : mengumpulkan data

lapangan

2. RTU (remote terminal unit) : menyediakan interface ke

sensor analog dan digital yang ditempatkan di tiap remote

site

3. Master station

4. Sistem komunikasi : menyediakan jalur untuk komunikasi

antara master station dengan remote site

5. Sistem computer untuk memproses data

Layout Sistem SCADA

LOGO

MASTER STATION

Master Station

Master station terdiri dari satu atau beberapa stasiun operator yang terhubung ke sistem komunikasi

Fungsi utama master station

mendapatkan data secara periodik dari RTU dan sub master station

melakukan kontrol jarak jauh

Feature yang harus tersedia pada master station :

Interface operator untuk menampilkan status RTU dan memungkinkan kontrol

operator

Logging data dari the RTU

Alarming data dari RTU

Struktur Tipikal Master Station

FUNGSI MASTER STATION

Monitoring

Data Acquisition

Supervisory Control

Alarm

Event Logging and Recording

Data display


Monitoring

Data Acquisition

Supervisory Control

Alarm


Data display

Memonitor perilaku sistemsecara keseluruhan.

Mengirim dan menerimasinyal ke dan dari RTUs


Monitoring

Data Acquisition

Supervisory Control

Alarm


Data display

Kemampuan untuk

mendapatkan berbagai

informasi dari lapangan.


Monitoring

Data Acquisition

Supervisory Control

Alarm


Data display

Kontrol jarak jauh

peralatan substation


Monitoring

Data Acquisition

Supervisory Control

Alarm


Data display

Tanda bahaya dalam bentuk

Audio dan visual pada

kondisi tidak normal.


Monitoring

Data Acquisition

Supervisory Control

Alarm


Data display

Logging

dari kejadian

sistem di

monitor dan

tindakan

operator

Monitoring

Data Acquisition

Supervisory Control

Alarm


Data displaymemberikan informasi

kepada operator

tentang parameter sistem


Sub Master Station

Sub master station diperlukan untuk mengontrol lokasi pada daerah tertentu.

Fungsi Submaster Station:

Mendapatkan data dari RTU pada region tertentu

Melakukan log and display data tersebut pada operator station lokal.

Meneruskan data ke master station

Meneruskan permintaan kontrol dari master station ke RTU pada region

Arsitektur Sub master

Perangkat Keras Master Station

a) Server (SCADA, EMS/DMS, DTS, data historikal, sub sistem komunikasi, dan offline database);

b) Workstation meliputi :

Workstation Dispatcher,

Workstation Enjiner,

Workstation DTS

Workstation di luar control center

c) Monitor;

d) Layar tayang;

e) Printer laser hitam putih dan printer berwarna;

f) Static display; untuk menampilkan waktu dan ataubesaran listrik.

g) Global Position System (GPS); menerima sinyal pewaktuan dari satelit yang kemudian dijadikan sebagai acuan waktu

Perangkat Keras Master Station

g) Switch; terdiri dari:

Switch untuk Fast Ethernet LAN,

Switch untuk Gigabit Ethernet LAN, dan

Switch untuk remote station

h) Router; komunikasi antar control center menggunakan protocol ICCP

i) Local Area Network; berfungsi untuk menghubungkan peralatan di master station

j) Storage : berfungsi sebagai media penyimpandata, backup operating system, backup program, dan backup database

Server (1)

a. Server SCADA, berfungsi sebagai pengolah dan

penyimpan semua data informasi yang diperoleh

dari sub sistem komunikasi untuk dikirimkan

kepada server yang lain sesuai dengan kebutuhan.

b. Server Historikal, berfungsi sebagai penyimpan

semua data dan informasi baik yang dinamis

maupun statis serta semua perubahan informasi

yang didapat dari server SCADA maupun server

EMS/DMS.

c. Server EMS/DMS, berfungsi sebagai pengolah data

dari server SCADA, server historikal, dan data

snapshot dikombinasikan dengan logikal data yang

ada di server EMS/DMS untuk menjalankan aplikasi

kelistrikan baik secara real time maupun study.

Server (2)

d. Server DTS, berfungsi untuk menjalankan aplikasi

training baik berupa simulasi maupun modelling

sesuai dengan kebutuhan dispatcher.

e. Sub Sistem Komunikasi, adalah server yang

berfungsi sebagai kontrol komunikasi ke

RTU/remote station dengan model polling serta

sinkronisasi yang ditentukan sesuai dengan

kebutuhan.

f. Offline Database Server, merupakan server yang

menyimpan data historikal dalam jangka waktu lama,

menjadi sumber data untuk perhitungan kinerja,

perhitungan availability, pelaporan dan data statistik.

Off Line Database

Offline database merupakan database khusus yang berfungsi untuk menyimpan data historikal pada server

tersendiri.

Dengan adanya offline database, data historikal dapatdisimpan minimal selama satu tahun. Pengambilan

data offline database tidak boleh mengganggu kinerja

database SCADA.

Aplikasi kinerja diperlukan untuk kebutuhan analisisSCADA dan operasi jaringan tenaga listrik, dengan

memanfaatkan data yang ada di offline database

server.

Layar Tayang

Tampilan pada layar tayang memilikifungsi yang sama dengan tampilan pada monitor dispatcher.

Layar Tayang dapat menampilkan:a. Jaringan yang menjadi daerah tanggung jawabnya;

b. Single Line Diagram;

c. Topologi jaringan;

d. Status peralatan, waktu, dan besaran listrik

e. Warna jaringan

Konfigurasi Master Station

Konfigurasi master station dibedakan menjadi beberapa level berdasarkan tingkatan perangkat keras, lunak, dan lingkup

supervisi sistem kelistrikan

Contoh :

Konfigurasi Master Station Transmisi PLN (level1)

Konfigurasi Master Station

Contoh :

Konfigurasi Master Station Transmisi PLN (level5)

LOGO

REMOTE STATIONSCADA

Remote Station

Stasiun yang dipantau, atau diperintah dan dipantau oleh master station, yang terdiri dari gateway, IED, local HMI, RTU, dan meter energi.

Remote Station Pembangkit

Konfigurasi remote station unit pembangkit, Terdapat sistem kontrol pembangkit dan sistem kontrol SCADA yang terpisah satu sama lain

Gateway, IED, HMI

Gateway

Intelligent Electronic Device (IED)

Human Machine Interface (HMI)

Simpul rele (relay node) jaringan data dimana jalur transmisidengan definisi protokol yang berbeda dari semua tujuh layer protokol terinterkoneksi oleh konversi protokol.

Peralatan elektronik berbasis mikroprosesor yang memilikifungsi tertentu untuk melakukan telekontrol, telemetering, telesignal, proteksi, dan meter energi.

Perangkat dimana pengguna berinteraksi dengan sistemSCADA. HMI menyediakan fasilitas dimana pengguna dapatmemberikan input kepada sistem dan sistem dapatmemberikan output kepada pengguna

Remote Terminal Unit (RTU)

RTU adalah peralatan yang dipantau, atau diperintah dan dipantau oleh master station.

RTU merupakan unit kontrol dan akuisisi data yang memonitor dan mengintrol peralatan pada lokasi remote.

Fungsi utama RTU adalah mengontrol dan mendapatkan data dari peralatan dan mentransfer data ke sebuah central station.

RTU dapat berkomunikasi dengan sub-RTU. RTU juga dapat bertindak sebagai stasiun relai ke RTU lain yang tidak dapat

diakses secara langsung oleh central station

RTU dapat dihubungkan dengan Local HMI di gardu induk sebagai pengganti control panel.

Remote Terminal Unit (RTU)


Remote Terminal Units connecting to sensors in the process, converting sensor signals to digital data and sending digital data to the

supervisory system.

RTU/Data

Concentrator

Switchgear

Analog

(Transducers)

Digital

(Relays)

Alarms/Indication

(Relays)

IEDs

Substation Equipment

Transformers

Circuit Breakers

Bus

Disconnect Switches

Transmission/Distribution Lines

Remote Reclosers

Capacitor Banks

Intelligent Electronic Devices

Substation Battery

Communication UPS

FUNGSI RTU

Akuisisi data-data analog maupun sinyal-sinyalindikasi.

Melakukan kontrol buka/tutup kontak, naik/turunsetting atau fungsi-fungsi set point lainnya.

Meneruskan hasil-hasil pengukuran (daya aktif, daya reaktif, frekuensi, arus, tegangan) dan

sebagainya ke pusat pengendalian.

Melakukan komunikasi dengan pusatpengendalian (Control Centre)

Perangkat Keras RTU

Modul processor

Analog inputs,

Analog outputs,

Counter inputs,

Digital inputs,

Digital outputs,

Communication interface,

Power supply,

rack and enclosure.

Typical RTU hardware structure

Konfigurasi RTU

Control Processor (CPU)

Umumnya berbasis mikroprosessorMemori terbagi menjadi 3 tipe: EPROM RAM Electrically erasable memory (flash or

EEPROM)

Penambahan mathematical processor(coprocessor) berguna untuk kalkulasimatematik komplek

Port komunikasi untuk: Interface ke terminal diagnostik Interface ke operator station link komunikasi ke central site (dengan modem)

Fungsi Central Process Unit

a) Layanan central;

b) Organisasi aliran data;

c) Sinkronisasi waktu dengan GPS lokal atau GPS di

control center;

d) Sinkronisasi komunikasi serial atau field bus;

e) Resolusi realtime

f) Fungsi gateway.

Modul input analog

Modul input analog mengkonversi sinyal analog menjadi sinyal digital

Block diagram typical modul analog input

Modul output analog

Modul output analog melakukan fungsi kebalikan modul input analog yaitu mengkonversi nilai digital (dari CPU) menjadi sinyal analog

mengunakan konverter digital-analog (DAC).

Modul Input Digital

Digital input circuit

Typical :

16 digital inputs per module Associated LED indicator for

each input to indicate current

states

Optical isolation provided for each digital input

Modul digital input digunakan untuk mengindikasikan beberapa halseperti status dan sinyal alarm

Modul Output digital

Typical :

8 digital outputs Associated LED indicator

for each output to indicate

current status

Optical isolation or dry relay contact for each

output

SPLN S3.001: 2008 PERALATAN SCADA

Modul counter

Modul pulse counter berfungsi sebagai akumulator dari pulsa kontrol dan status peralatan.

The typical specifications:

4 counter inputs Four 16 bit counters Count frequency up to 20

kHz range

Duty cycle preferably 50% for the upper count frequency

limits.

Modul Komunikasi

Module kounikasi berfungsi sebagai interface antara CPU dengan MODEM

Media komunikasi pada RTU:

RS-232/RS-442/RS-485

Ethernet

Dial up telephone lines

Microwave/MUX

Satellite

Radio

NR System Structure (Single Ring)M1 Workstation (laptop A)

RTU RCS-9698

Switch PCS-9882 Main IEC-61850 LAN

Bay AT2 Bay F02

Relay BCU1 BCU23

rd Party Relay

comply IEC-61850BCU

Plant I/O

Meter 3rd

Party Relay not

comply IEC-61850

Protocol Converter RCS-9794AB

Switch PCS-9882 Switch PCS-9882

RTU and work station acquire data from IEDs directly The model ensure the independence of various data No data server

Power supply

Semua perangkat-perangkat sistempengendalian yang terdapat pada gardu indukseperti remote termial unit, supervisory interfaces dan perangkat-perangkattelekomunikasi memerlukan sumber catu dayaDC yang tidak boleh terputus.

Sumber catu daya ini biasanya terdiri danpenyearah-penyearah, satu set baterei danpanel distribusi.

Sumber tegangan yang diperlukan untukpenyearah biasanya terdiri dan sumber teganganarus bolak-balik 380/220 V AC, 50 Hz, 3 yang umumnya sudah tersedia pada gardu induk.

Power supply

LOGO

KOMUNIKASI

MASTER-REMOTE STATION

Komunikasi Data

Pertukaran data antara remote staton dan master station SCADA dilakukan melalui interkoneksi komunikasi

Persyaratan Komunikasi data :a. Ketersediaan yang sangat tinggi;b. Integritas data yang sangat tinggi;c. Mendukung operasi real time;d. Efisiensi transfer informasi yang tinggi;e. Operasi yang bebas dari interferensi elektromagnetik yang tinggi

Media komunikasi untuk pertukaran data :a. Fiber optic;b. Kabel pilot;c. Radio data.

Interkoneksi Master Remote Station

Single master station

Single master station, single RTU

Single master station, multiple RTU(s), radial circuit

Single master station, multiple RTU(s) multi-drop circuit


Multiple master stations

Dual master stations, multiple RTU(s), multi-drop circuit

Multiple master stations, multiple single ported RTU(s)


Multiple master stations

Multiple master stations, multiple dual ported RTU(s)


Combinations System

Single master station, single sub-master station, multiple RTU(s)

Single master station, multiple sub-master stations, multiple RTU(s)


Networked System

Single master station, substation WAN/LAN connection via routers

Multiple master station, substation WAN/LAN connection via routers

LOGO

KESIMPULAN

KESIMPULAN

Remote Station adalah stasiun yang dipantau atau diperintah olehmaster station meliputi gateway, IED, local HMI, RTU, meter energi.

Fungsi master station meliputi : monitoring, akuisisi data, supervisory control, alarm, data logging, dan display data

Master station melaksanakan telekontrol (telemetering, telesignal, dan remote control) terhadap remote station.

Perangkat sistem SCADA terdiri master station dan remote station yang terhubung melalui sistem komunikasi

SCADA merupakan sistem yang mengawasi dan mengendalikanperalatan proses yang tersebar secara geografis

REFERENSI

Bailey, David. 2003. Practical SCADA for Industry.

Pandjaitan, Bonar. 1999. Teknologi SistemPengendalian Tenaga Listrik berbasis SCADA

SPLN S3.001: 2008. Peralatan SCADA Sistem TenagaListrik

IEEE Std C37.1-2007. IEEE Standard for SCADA and Automation Systems

GUICO, ENGR. ALEJANDRO G. JR. 2007. SCADA -Distribution Automation. 8th IIEE-CSC Annual National Student Convention.

Clarke, Gordon. Et all. 2004. Practical Modern SCADA Protocol. Elsevier

WenLong Wang, Lu Roy, Guo Kevin. 2010. Digital SS and SA Solution.

presentasi scada stl.pdf

Documents